电脑的存储结构设计和实现.doc

一、课题名称
电脑存储构造设计与实现（树，查找）
二、重要内容
电脑存储构造设计与实现重要是模仿“我电脑”中硬盘信息建立、查找、插入、修改、删除等功能。可。基本功能如下：
（1）硬盘初始化信息：我电脑（根结点）。
（2）硬盘格式化：为我电脑分区，分区个数由后台终端输入决定，每个硬盘分区信息涉及卷名、文献系统类型、容量等。
（3）文献或文献夹添加：即创立某个分区孩子结点信息（文献（夹）），孩子结点数目由控制台端给出，信息涉及文献（夹）名，文献（夹）大小，所有文献（夹）文献名此处不能重复。 创立好文献夹中还能创立其孩子结点信息（文献（夹））。
（4）文献或文献夹信息修改：可以修改某一文献或文献夹信息，涉及名字和大小。
（5）文献或文献夹查询：查询某一文献或文献夹详细途径。（从我电脑开始）
（6）文献或文献夹删除：删除此文献，如果是文献夹，若其有后裔，将删除其所有后裔成员（文献或文献夹）。
三、课题设计基本思想，原理和算法描述
此课题重要用树来建立电脑存储构造设计，并用树有关知识，递归思想贯穿始终，实现硬盘初始化和格式化，并在分区里实现文献（夹）添加、修改、查询、删除功能。
主函数和总界面：
void menu()
{
system("cls");
printf(" ******************************************************\n");
printf(" * 欢迎进入电脑存储设计与实现系统！ *\n");
printf(" * ----------------- * \n");
printf(" * 1.硬盘初始化信息： *\n");
printf(" * 2.硬盘格式化信息： * \n");
printf(" * 3.添加文献（夹）信息： *\n");
printf(" * 4.修改文献（夹）信息： * \n");
printf(" * 5.查询文献（夹）信息： *\n");
printf(" * 6.删除文献（夹）信息 * \n");
printf(" * 7.退出 *\n");
printf(" ******************************************************\n");
printf("请选取功能操作号:")； //选取相应数字实现相应功能项
}
void main()
{
TSBNode *b;
while(1)
{
menu();
int c;
scanf("%d",&c);
switch(c)
{
case 1:CreateBTNode(b);break;
case 2:areaTSBNode(b);break;
case 3:Add(b);break;
case 4:Change(b);break;
case 5:Search(b);break;
case 6:Delete(b);break;
case 7:return;
default:printf("选取有误，请重新选取!\n")；
}
}
}
硬盘初始化中：直接输入主盘名字，并将此名字赋给根节点。
void CreateBTNode(TSBNode *&b) //硬盘初始化信息 #### 1 初始化 ####
{
system("cls")；
printf(" ********欢迎来到硬盘初始化信息界面 !********\n");
printf("\n");
b=NULL;
b=(TSBNode *)malloc(sizeof(TSBNode));
printf("请输入主盘名字：");
scanf("%s",&b->data.name);
b->child=b->brother=NULL;
printf("初始化成功!\n");
chushi=1;
system("pause");//按回车键继续
}
硬盘格式化中：一方面输入主盘名字，判断与否存在此主盘，同步也判断与否进行硬盘初始化，是话继续，否则返回初始化界面。判断结束后，输入需要添加分区数目，一种一种地输入信息。此期间会判断与否重复，重复话重新输入。最后在for循环里，对每个分区和根节点建立关系。
void areaTSBNode(TSBNode *&b)//硬盘格式化 #### 2 格式化 ####
{
system("cls");
printf(" ********欢迎来到硬盘格式化信息界面!********\n");
printf("\n");
TSBNode *p[MAXCHILD];
char name[MAX]； //定义数组指针
printf("请输入需要添加分区主盘名字：");
scanf("%s",&name);
if(chushi==0) //判断与否进行初始化，否则返回初始化界面
{
printf("请先进行硬盘初始化!\n");
system("pause"); //按回车键继续;
CreateBTNode(b);
return;
}
if(strcmp(b->data.name,name)!=0) //判断与否存在
{
printf("不存在此主盘，请重新输入!\n");
printf("请输入需要添加分区主盘名字：");
scanf("%s",&name);
}
int childnum； //定义分区数目
printf("请输入分区数目：")；
scanf("%d",&childnum)；
for(int i=1;i<=childnum;i++) //for语句依次添加信息
{
p[i]=(TSBNode *)malloc(sizeof(TSBNode));
p[i]->child=p[i]->brother=NULL;
printf("请输入第%d个分区信息：\n",i);
printf("卷名：")；
scanf("%s",&p[i]->data.name);
printf("类型：");
scanf("%s",&p[i]->data.type);
printf("容量：");
scanf("%s",&p[i]->data.volume);
if(FindNode(b,p[i]->data.name)!=NULL) //判断与否重复
{
printf("分区卷名重复，请重新输入!\n");
printf("卷名：")；
scanf("%s",&p[i]->data.name);
printf("类型：");
scanf("%s",&p[i]->data.type);
printf("容量：");
scanf("%s",&p[i]->data.volume);
}
if(i==1)
b->child=p[i];
else
p[i-1]->brother=p[i];
}
printf("格式化成功!\n");geshi=1;
system("pause"); //按回车键继续;
}
文献（夹）添加中：同格式化，一方面输入分区或文献（夹）名字，判断与否存在此分区或文献（夹），同步也判断与否进行硬盘格式化，是话继续，否则返回格式化界面。还增长了需要添加文献输入，并判断与否存在或重复。以便下面建立关系。
void Add(TSBNode *&b)//文献（夹）添加 #### 3 文献增长 ####
{
system("cls");
printf(" ********欢迎来到添加文献（夹）信息界面!********\n");
printf("\n");
TSBNode *p[MAXCHILD],*q;
int childnum;
char name[MAX];
printf("请输入需要添加文献（夹）分区或文献夹名字：");
scanf("%s",&name);
if(geshi==0) //判断与否进行格式化，否则返回格式化界面
{
printf("请先进行格式化!\n");
system("pause"); //按回车键继续;
areaTSBNode(b);
return;
}
q=FindNode(b,name);
while(q==NULL)
{
printf("不存在此分区或文献夹，请重新输入：")； //判断与否存在
scanf("%s",&name);
q=FindNode(b,name);
}
printf("请输入文献（夹）数目：")；
scanf("%d",&childnum)；

for(int i=1;i<=childnum;i++)
{
p[i]=(TSBNode *)malloc(sizeof(TSBNode));
p[i]->child=p[i]->brother=NULL;
printf("请输入第%d个文献（夹）信息：\n",i);
printf("名字：")；
scanf("%s",&p[i]->data.name);
printf("大小：");
scanf("%s",&p[i]->data.volume);
if(FindNode(b,p[i]->data.name)!=NULL) //判断与否重复
{
printf("此文献夹已添加,请重新输入!\n");
printf("名字：\n")；
scanf("%s",&p[i]->data.name);
printf("大小：");
scanf("%s",&p[i]->data.volume);
}
if(i==1)
q->child=p[i];
else
p[i-1]->brother=p[i];

}
printf("添加成功!\n");
system("pause");
}
文献（夹）修改中：前面写了查询结点函数，此中输入需要修改文献（夹）名字，查找到后直接修改信息。
void Change(TSBNode *b)//文献（夹）修改 #### 4 文献修改 ####
{
system("cls")；
printf(" ********欢迎来到修改文献（夹）信息界面!********\n");
printf("\n");
TSBNode *q;
char name[MAX];
printf("请输入需要修改文献（夹）名字：");
scanf("%s",&name);
q=FindNode(b,name);
if(q==NULL)
{
printf("此文献（夹）不存在!\n");
system("pause");
return;
}
printf("请输入修改后文献（夹）信息：\n");
printf("名字：")；
scanf("%s",&q->data.name);
printf("大小：");
scanf("%s",&q->data.volume);
system("pause");//按回车键继续
}
文献（夹）查询中：一方面查找到结点，判断与否存在，存在话直接输出此文献（夹）信息。下面输出途径中，要写查找父结点函数和结点高度函数。在查询中用for循环（用高度作为判断条件）将每个需要父节点输入到数组里，结束后，倒序输出。
int TSBHeight(TSBNode *b,TSBNode *q) //计算成员文献夹高度
{ static int h=0;
static int n=1;
if(b==NULL)
return h;
if(strcmp(b->data.name,q->data.name)==0)
return (h=n);
n++;
TSBHeight(b->child,q);
n--;
TSBHeight(b->brother,q);
return h;
}
TSBNode *FindFather(TSBNode *b,TSBNode *q)//查找某结点爸爸结点
{
TSBNode *p;
if(b!=NULL)
{
p=b->child;
while (p!=NULL)
{
if (p==q)
return b;
else
p=p->brother;
}
p=FindFather(b->child,q);
if(p!=NULL)
return p;
else
return FindFather(b->brother,q);
}
return 0;
}
void Path(TSBNode *b,TSBNode *q) //输出文献(夹)途径
{
TSBNode *p;
p=q;
if(TSBHeight(b,q)==0) printf("空文献!");
else
{
int h； //表达文献高度
h=TSBHeight(b,q);
for(int i=1;i<h;i++)
{
strcpy(b->date[i].name,FindFather(b,q)->data.name);
q=FindFather(b,q);
}
printf("途径为：");
for(i=h-1;i>=1;i--)
{
printf("%s-->",b->date[i].name);
}
printf("%s",p->data.name);printf("\n");
}
}
void Display(TSBNode *b,TSBNode *q) //输出文献夹信息和途径
{
printf("名字：%s 大小：%s\n",q->data.name,q->data.volume);
Path(b,q);
}
void Search(TSBNode *b)//文献（夹）查询 #### 5 文献查询 ####
{
system("cls");
printf(" ********欢迎来到查询文献（夹）信息界面!********\n");
printf("\n");
TSBNode *q;
char name[MAX];
printf("请输入你要查询文献（夹）名字：");
scanf("%s",&name);
q=FindNode(b,name)；
if(q==NULL)
{
printf("不存在此文献（夹）!\n");
system("pause");
return;
}
Display(b,q);
system("pause");
}
文献（夹）删除中：一方面写删除子文献函数和查找前驱函数。在删除文献（夹）中一方面输入需要删除文献（夹）名字，判断与否存在，存在话，用p->brother和p->child同步为空和其中一种为空和都不为空四个条件来判断，删除子文献和查找前驱在里面调用，和相应递归来实现。删除了此文献，也删除了其子文献。
void DelTSBNode(TSBNode *b) //删除子文献
{
if(b->brother==NULL&&b->child==NULL)
{
free(b);
}
else
{
if(b->brother!=NULL)
{
DelTSBNode(b->brother);
}
if(b->child!=NULL)
{
DelTSBNode(b->child);
}
}
}
TSBNode * TSBFront(TSBNode *&b,char *name) //查找前驱结点
{
if(b->brother!=NULL && b->child==NULL)
{
if(strcmp(b->brother->data.name,name))
return TSBFront(b->brother,name);
else
return b;
}
if(b->child!=NULL && b->brother==NULL)
{
if(strcmp(b->child->data.name,name))
return TSBFront(b->child,name);
else
return b;
}
if(b->child!=NULL && b->brother!=NULL)
{ if(strcmp(b->child->data.name,name)==0||strcmp(b->brother->data.name,name)==0)
{
return b;
}
else
{
if(TSBFront(b->brother,name)==NULL)
return TSBFront(b->child,name);
else
return TSBFront(b->brother,name);
}
}
if(b->brother==NULL&&b->child==NULL)
return NULL;
}
void Delete(TSBNode *b) //电脑文献删除
{
system("cls");
printf(" ********欢迎来到删除文献（夹）信息界面!********\n");
printf("\n");
char name[MAX];
printf("请输入你要删除文献（夹）名字（其子文（件）将一并删除）：");
scanf("%s",name);
TSBNode *p=FindNode(b,name);
if(p==NULL)
printf("无此文献(夹)!\n");
else
{
if(p==b)
{
if(p->child!=NULL)
DelTSBNode(p->child);
}
else
{
TSBNode *q=TSBFront(b,name);
if(p->brother==NULL)
{
if(q->child==p)
{
q->child=NULL;
if(p->child!=NULL)
DelTSBNode(p->child);
free(p);
}
else
{
q->brother=NULL;
if(p->child!=NULL)
DelTSBNode(p->child);
free(p);
}
}
else
{
if(q->child==p)
{
q->child=p->brother;
if(p->child!=NULL)
DelTSBNode(p->child);
free(p);
}
else
{
q->brother=p->brother;
if(p->child!=NULL)
DelTSBNode(p->child);
free(p);
}
}
主函数
硬盘初始化
文献（夹）查询
硬盘格式化
文献（夹）修改
文献（夹）添加
文献（夹）删除
P=q
重复！
继续！
P=q
P=q
P=q
重输！
继续！
继续！
重输！
继续！
重输！
退出！
}printf(" 删除成功!\n");
}
system("pause");
}
流程图：

Yes no yes no yes no yes no

符号阐明：char name[MAX];char type[MAX];char volume[MAX];文献夹信息
int chushi=0,geshi=0;定义全局变量，分别用在格式化和添加文献函数中，判断初始化和格式化与否进行，是话继续，否则返回相应界面
struct tnode *brother；指向兄弟struct tnode *child；指向孩子
ElemType data；结点值ElemType date[MAX];定义数组，用于途径中父节点存储，最后输出 #include <stdlib.h>头文献 system("cls");达到清屏效果
四、运营示例及成果分析
主函数，最初界面

图1
初始化界面：

图2

格式化界面：

图3
另一种状况，主盘名字不存在：

图4
添加文献夹界面：

图5
添加信息时，文献重复状况：

图6

在文献夹里添加文献（夹）：

图7
修改界面：

图8

修改另一种状况，不存在：

图9

查询界面：

图10

删除界面：

图11
删除后进行查询效果，1子孩子也被删除了，界面：
图12

1兄弟还存在，不受影响界面：

图13
退出结束界面：

图14
五、调试和运营程序过程中产生问题及采用办法
1、在主菜单中如果直接进行3添加信息，就会直接结束，由于必要先把1初始化和2格式化做好。因此就设了两个全局变量int chushi=0,geshi=0;分别放在格式化和添加函数中进行判断。例如：
if(chushi==0) //判断与否进行初始化，否则返回初始化界面
{
printf("请先进行硬盘初始化!\n");
system("pause"); //按回车键继续;
CreateBTNode(b);
return;
}
2、 在删除里面，一方面建立前驱函数，和查找中建立父节点函数，刚开始写找不到，直接结束，越看越乱，日后就画一种树，指定结点去顺，就很容易发现漏条件状况，再添加进去就好了。
3、 在输出途径中，就是想从根节点进行往下找，但是函数总是实现不了，并且思路很复杂，有太多状况浮现。日后就倒着找，调用父节点函数，一种一种输出。但始终是倒序输出状况。就定义了一种数组date[max]，查找到就输进去，然后依照高度作为条件用for循环倒着将数组输出。就变成我想要正序了。
for(i=h-1;i>=1;i--)
{
printf("%s-->",b->date[i].name);
}
printf("%s",p->data.name);printf("\n");
4、接下来就是好多小错误，例如return；在if中和函数中放位置有误，导致直接结束，没有进行下一步。尚有函数定义void Display(TSBNode *b,TSBNode *q)中TSBNode *b未定义，浮现错误。下面调用此函数中，少写了变量和错写，就会浮现好多错误，但很容易找到和修改。printf("%s-->",b->date[i].name);里多加了&取地址，浮现问题。尚有某些判断函数（与否存在和与否重复）位置放得不对，就没进行此判断等等。但总体这些都容易解决。
六、总结
第一天看到这个题目时，电脑存储构造设计与实现（树，查找）。需要用树，脑子里就立即显示一张图。

我电脑
C:
D:
E:
etc
WINDOWS
Program Files
Picture
Music
……
……
……
……
……
……
……
……

这个不同于我很熟悉二叉树状况。它一种结点就有好多子结点，而不是二叉树两个。我就立即翻书看，但对于树简介少之又少。刚开始有点头疼，如何建立关系，又如何查询哪？日后回去查书找树知识，但大篇幅还是二叉树。我就找了某些家谱系统看了一下，明白了树建立，修改，删除，查询思想后。便开始着手写我程序了。一方面用孩子兄弟链为主思想。就像二叉树左右孩子同样。
中间写时候，先写了主干，必定有诸多局限性和没有考虑到东西。日后就一点一点加进去。像增长中，加入了判断与否重复代码。查询中，增长了与否存在和与否重复代码，删除、修改中增长了与否存在判断代码。尚有判断与否初始化和格式化状况，添加了全局变量。在运营调试中看输出格式与否好看，就在代码中在恰当位置加入换行，或者主菜单对齐等等。这样整个程序就更加完美了。
要说收获，必定诸多。不论是在知识丰富和巩固，还是在做事谨慎和耐心上，都让我受益匪浅。我做是树内容，在之前都是很理解二叉树，当前对树有关知识点和算法实现都很是熟悉了。完毕之后感觉，感觉不是会了一种课程设计，好多管理系统（用树知识）都会了，所有这些都大同小异。在编写过程中会浮现某些很难看出来错误，这时就锻炼了我耐心，一步一步地找，切忌暴躁。在接下来地编写中就很谨慎，以防很小知识点导致错误，耽误更多时间。
七、参照文献
[1] 李春葆等著.数据构造教程（第三版）.清华大学出版社，
[2] 滕国文著.数据构造课程设计.清华大学出版社,.9